Den hypotalamus-hypofysaxeln: struktur, funktioner, störningar

Hypotalamus-hypofysaxeln är ett system med två viktiga organ: hypotalamus och hypofysen och deras sammankopplingar. Alla element i denna axel är belägna i centrala nervsystemet, och dess viktigaste roll är att kontrollera hormonbalansen i hela organismen. Ta reda på hur hypotalamus-hypofysaxeln fungerar, hur den påverkar hormonsekretionen och när dess funktion kan försämras.

Innehållsförteckning

1. Struktur av hypotalamus-hypofysaxeln
2. Hur fungerar hypotalamus-hypofysaxeln?
3. Hypotalamus-hypofyshormoner
• oxytocin
• vasopressin (ADH)
• somatoliberin (GH-RH)
• somatostatin (GH-IH)
• kortikoliberin (CRH)
• tyreoliberin (TRH)
• gonadoliberin (GnRH)
• prolaktoliberin (PRH)
• prolaktostatin (PIH)
4. Störningar i hypotalamus-hypofysaxeln
• sjukdomar med en ökning av koncentrationen av hormoner i hypotalamus-hypofysaxeln
• sjukdomar med en minskning av koncentrationen av hormoner i hypotalamus-hypofysaxeln

Hypotalamus-hypofysaxeln är ett system som består av endokrin körtel, hypofysen och den del av hjärnan, hypotalamus. Hypotalamus-hypofysaxeln är huvudregulatorn för funktionen hos alla endokrina körtlar, såsom:

• sköldkörtel
• binjurarna
• äggstockar eller testiklar

Struktur av hypotalamus-hypofysaxeln

För att förstå hur hypotalamus-hypofysaxeln fungerar, låt oss först titta på hur dess två grundläggande komponenter fungerar: hypotalamus och hypofysen.

Förälderstrukturen - hypotalamusen - är det sanna "kommandocentret" för hela organismen. Dess uppgift är att ta emot stimuli angående vår kropps nuvarande tillstånd, bearbeta dem och svara på dem på lämpligt sätt. Hypotalamus är ett element som möjliggör utbyte av signaler mellan nervsystemet och det endokrina systemet.

Hypotalamuscellerna kan känna igen information om bland annat vår kroppstemperatur, nuvarande näringsstatus, arteriellt blodtryck och elektrolytkoncentration. Tack vare detta är hypotalamus ansvarig för att kontrollera många aspekter av kroppens funktion: hunger och törst, dygnsrytmen i sömn och vakenhet, metabolismreglering och förmågan att reproducera. Ur synvinkeln för effekten av hypotalamus-hypofysaxeln är hypotalamusens viktigaste aktivitet produktionen av olika hormoner som påverkar hela kroppens funktion.

Den andra strukturen i hypotalamus-hypofysaxeln, hypofysen, har ett något mer begränsat verkningsområde. Dess funktion är föremål för större begränsningar och konstant kontroll, och den viktigaste övervakningen utförs av hypotalamus. Även om hypofysen inte får så många stimuli som hypotalamus, bör dess funktion inte underskattas. Denna lilla struktur är den centrala punkten i det endokrina systemet - under påverkan av stimuli från hypotalamus producerar den egna hormoner som reglerar arbetet i de andra endokrina körtlarna.

Hypofysen består av två delar - främre (hormonell) och bakre (nerv). Cellerna i den främre hypofysen producerar och släpper ut sina egna hypofyshormoner i blodet. Cellerna i den bakre delen är å andra sidan ett förråd av två mycket viktiga hypotalamiska hormoner - oxytocin och vasopressin (se punkt 3).

Hur fungerar hypotalamus-hypofysaxeln?

Verkan av hypotalamus-hypofysaxeln är möjlig på grund av den konstanta kommunikationen mellan dessa organ. Hypotalamus, som en struktur i nervsystemet, får ständigt en mängd information från alla delar av kroppen. Som svar på dem kan det generera olika typer av reaktioner - till exempel stimulera andra delar av hjärnan eller producera ett hormon, en kemisk partikel som kan bära information.

Hypofysen är en viktig mellanhand i hypotalamusens hormonella aktivitet. Hypotalamiska hormoner når hypofysen på två sätt. Den första är den direkta överföringen av hormoner längs nervfibrerna. Således transporteras vasopressin och oxytocin. När de väl har producerats i hypotalamus skickas de till den bakre hypofysen varifrån de kan släppas ut i blodomloppet.

Det andra sättet är med de hypotalamiska hormonerna som styr hypofysfunktionen. Dessa inkluderar de olika undertyperna av frigörare (exciterande hormoner) och statiner (hämmande hormoner). Hypotalamiska liberiner och statiner färdas från hypotalamus till ett speciellt nätverk av små blodkärl, genom vilka de går direkt till hypofysen. Vid kontakt med cellerna i den främre hypofysen reglerar de deras aktivitet och produktionen av hypofyshormoner.

Medan hypotalamus är den primära strukturen för hypotalamus-hypofysaxeln, kan kommunikation vara bilateral. Hypofysen har också förmågan att påverka hypotalamus. Justeringen av hela axeln baseras på den så kallade positiva och negativa återkopplingar. När hormoner frigörs från hypofysen ökar deras blodnivåer och hypotalamus-hypofysaxeln inhiberas. Å andra sidan, om ett visst hormon behövs, stimulerar hypotalamus hypofysen och ökar dess sekretoriska aktivitet. En korrekt funktion av återkopplingssystemet är ett nödvändigt villkor för att upprätthålla homeostas, dvs den inre balansen i vår kropp.

Hypotalamus-hypofyshormoner

Den hypotalamus-hypofysaxeln är ett tvåvåningssystem med många sammankopplingar. Ingen av dess strukturer skulle kunna fullgöra sin funktion på egen hand. Den hypotalamus-hypofysaxeln är ett kraftfullt verktyg som reglerar hela vår hormonella balans. De viktigaste hormonerna som produceras i hypotalamus är:

• oxytocin
• vasopressin (ADH)
• somatoliberin (GH-RH)
• somatostatin (GH-IH)
• kortikoliberin (CRH)
• tyreoliberin (TRH)
• gonadoliberin (GnRH)
• prolaktoliberin (PRH)
• prolaktostatin (PIH)

Hypofysen producerar hormoner som:

• prolaktin (PRL)
• adrenokortikotropin (ACTH)
• melanotropin (MSH)
• lipotropin (LPH)
• tyrotropin (TSH)
• somatotropin (GH)
• follikelstimulerande hormon (FSH)
• lutropin (LH)

Som du kan se, bestämmer hypotalamus-hypofysaxeln funktionen hos hela organismen genom ett stort antal hormoner. De viktigaste funktionerna för denna axels hormoner presenteras nedan.

• oxytocin

Oxytocin och vasopressin är två hypotalamiska hormoner som inte har någon effekt på hypofysen. Hypofysens roll är bara att lagra dem. Så snart de får lämplig signal släpps de ut i blodomloppet. Oxytocin är ett hormon som spelar den viktigaste rollen under förlossningen - det möjliggör livmodersammandragningar. Den andra uppgiften för oxytocin är att underlätta amning. Sugandet av bröstvårtan av spädbarnet stimulerar frisättningen av oxytocin i moderns blod, vilket leder till utsöndring av mjölk från bröstkörtlarna.

• vasopressin (ADH)

Vasopressin, även känt som antidiuretiskt hormon (ADH), är ett hormon som reglerar kroppens vattenbalans. Som namnet antyder minskar det antidiuretiska hormonet diures, dvs. urinproduktion. Vasopressin frigörs när du blir uttorkad, när ditt blod blir koncentrerat eller ditt blodtryck sjunker. Genom att verka på njurarna ökar vasopressin densiteten i urinproduktionen. Tack vare detta är det möjligt att spara vatten och hålla det inne i kroppen.

• somatoliberin (GH-RH)

Somatoliberin är det första exemplet på ett typiskt hormon i hypotalamus-hypofysaxeln. När somatoliberin produceras i hypotalamus når hypofysen och stimulerar dess celler att utsöndra hypofysen somatropin, även känd som tillväxthormon. Axeln somatotropin-somatoliberin möjliggör tillväxt och utveckling av alla kroppsvävnader, vilket i sin tur bestämmer tillväxtprocessens riktighet.

• somatostatin (GH-IH)

Somatostatin är en hormonell motståndare till somatoliberin - dess effekt på hypofysen leder till en minskning av frisättningen av tillväxthormon. Förutom dess funktioner i hypotalamus-hypofyssystemet produceras somatostatin också lokalt i mag-tarmkanalen, där det hämmar t.ex. frisättning av tarmhormon.

• kortikoliberin (CRH)

Corticoliberin är också känt som kortikotropinfrisättande hormon (ACTH). Dessa hormoner är en del av hypotalamus-hypofys-binjurexeln. Dess aktivitet är mest intensiv i stressiga situationer. Inverkan av ACTH på binjurebarken ökar frisättningen av ett av de viktigaste "stresshormonerna" - kortisol. Kortikoliberin-kortikotropin-binjurhormonaxeln reglerar också hela organismens metaboliska balans.

• tyreoliberin (TRH)

Thyreoliberin är ett hormon som orsakar frisättning av sköldkörtelstimulerande hormon (TSH) från hypofysen. Nivån på tyrotropin är en av markörerna som indikerar sköldkörtelns nuvarande funktion - därför mäts det ofta hos patienter med sjukdomar i denna körtel. Tyrotropin stimulerar utvecklingen av sköldkörteln och ökar utsöndringen av dess hormoner. Dessa påverkar i sin tur vår hjärtfrekvens, mag-tarmfunktion, näringsämnesomsättning och dagliga aktivitet.

• gonadoliberin (GnRH)

Rollen av gonadoliberin i hypotalamus-hypofysaxeln är att stimulera produktionen av den så kallade hypofysgonadotrofiner. Dessa inkluderar: follikelstimulerande hormon (FSH) och lutropin (LH). Gonadoliberin är ett exempel på ett hormon som utsöndras i en pulserande rytm, och frekvensen för denna rytm avgör vilken typ av frisatt gonadotropin. Den låga frekvensen av gonadoliberinpulser orsakar utsöndringen av FSH, medan den höga - LH (detta är exempelvis fallet hos kvinnor strax före ägglossningen). Hypofysgonadotrofiner påverkar äggstockarna hos kvinnor och männens testiklar och bestämmer korrekt könsmognad och reproduktion.

• prolaktoliberin (PRH)

Prolactoliberin är ett hypotalamiskt hormon som stimulerar hypofyscellerna att producera prolaktin. Prolaktin är den viktigaste faktorn som förbereder bröstkörtlarna för amningsprocessen. Utsöndringen av prolaktin från hypofysen är ett bra exempel på en negativ återkopplingsmekanism i hypotalamus-hypofysaxeln. Under amning, när nivåerna av prolaktin i kroppen är högst, hämmas produktionen av gonadotrofiner igen. Det är av den anledningen att ammande kvinnor inte menstruerar efter förlossningen.

• prolaktostatin (PIH)

Prolaktostatin, ett hormon som hämmar frisättningen av prolaktin, är i princip inte ett typiskt hypotalamiskt statin. Dess funktion spelas av neurotransmittorn dopamin. Det är den intensifierade dopaminerga signalen i hypotalamus-hypofysaxeln som minskar produktionen av prolaktin.

Störningar i hypotalamus-hypofysaxeln

Medan hormonnivåerna i hypotalamus-hypofysaxeln styrs ömsesidigt misslyckas deras regleringsmekanismer ibland. Vi har då att göra med endokrina sjukdomar till följd av ett överskott eller brist på hypotalamus-hypofyshormoner.

• Sjukdomar med en ökning av koncentrationen av hormoner i hypotalamus-hypofysaxeln

Ett exempel på överdriven aktivitet av hypotalamiska hormoner är syndromet med olämplig frisättning av vasopressin (SIADH). Som ett resultat av för hög koncentration av vasopressin, finns det en ökad vattenretention i kroppen och utspädning av kroppsvätskor.SIADH-syndromet producerar främst neurologiska symtom och i sin avancerade form kan det leda till hjärnödem.

Ökade nivåer av hormonerna i hypotalamus-hypofysaxeln kan leda till sekundär hyperfunktion hos andra endokrina körtlar: till exempel hypertyreoidism eller binjurefunktion. Ökad ACTH-koncentration kan orsaka sk ACTH-beroende Cushings syndrom. Sekundär hypertyroidism resulterar i:

• ökad hjärtrytm
• viktminskning
• diarre
• överdriven psykomotorisk excitabilitet

Överskott av tillväxthormon kan dock orsaka gigantism eller akromegali.

Ökad prolaktinkoncentration, dvs. hyperprolaktinemi, är en av de vanligaste hormonella orsakerna till infertilitet (prolaktin hämmar utsöndringen av hypofysgonadotropiner, vilket bland annat leder till ägglossningsstörningar).

Den vanligaste orsaken till förhöjda nivåer av hypofyshormoner är hypofysens adenom som undgår kontrollen över hypotalamus-hypofysaxeln och producerar hormoner oberoende av den. Deras symtom kan bero på en ökning av nivån av ett hormon eller ett överlappande överskott av flera typer av hormoner.

Att öka nivån av perifera hormoner, såsom kortisol eller sköldkörtelhormoner, kräver alltid att dysfunktion av hypotalamus-hypofysaxeln exkluderas, vilket kan vara orsaken till dessa störningar.

• Sjukdomar med en minskning av koncentrationen av hormoner i hypotalamus-hypofysaxeln

En sjukdom med en motsatt mekanism för SIADH är central diabetes insipidus. Orsaken till denna sjukdom är en brist på vasopressin som produceras i hypotalamus, orsakad av en dysfunktion i hypotalamcellerna. Att minska vasopressinnivåerna gör att förlusten av vatten i urinen är utom kontroll. Mängden urin som produceras ökar avsevärt, vilket leder till symtom på uttorkning och en konstant törstkänsla.

Hypofyshormonbrist kan orsaka symtom på sekundär hypotyreos: sköldkörteln, binjurarna och könsorganen. Minskade nivåer av gonadotrofiner kan orsaka infertilitet och sexuell dysfunktion.

Tyrotropinbrist resulterar i sekundär hypotyreos, vilket manifesterar sig i kronisk trötthet, viktökning och förstoppning. En minskad nivå av tillväxthormon har allvarliga konsekvenser, särskilt hos barn, vilket orsakar en försening i tillväxtprocessen. Å andra sidan kan prolaktinbrist leda till amningsstörningar.

Hypopituitarism manifesteras sällan av brist på ett specifikt hormon. Oftare resulterar skador på denna körtel i en minskning av produktionen av flera hormoner. Dysfunktion i hypofysen kan ha olika orsaker. Tillhör dem:

• skador
• tumörer som infiltrerar hypofysen
• blödningar
• Medfödda tillstånd (till exempel hypoplasi eller underutveckling av hypofysen)

När man diagnostiserar hormonella brister bör man alltid komma ihåg att kontrollera att hypotalamus-hypofysaxeln fungerar (genom att mäta hormonnivåerna i denna axel). Tack vare detta är det möjligt att avgöra om bristen på ett visst hormon är resultatet av en störning av dess perifera produktion eller en central störning av hypotalamus-hypofysreglering.

Bibliografi:

1. "Histologia" W.Sawicki, J.Malejczyk, PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2008
2. Rohrbasser L.J., Alsaffar H., Blair J. (2016) Hypothalamus - hypofysaxeln. I: Belfiore A., LeRoith D. (red.) Principer för endokrinologi och hormonhandling. Endokrinologi. Springer, Cham, online-åtkomst

Om författaren

Krzysztof Białoży Medicinstudent vid Collegium Medicum i Krakow, långsamt in i en värld av ständiga utmaningar i läkarens arbete. Hon är särskilt intresserad av gynekologi och obstetrik, barnläkemedel och livsstilsmedicin. En älskare av främmande språk, resor och bergsvandring.

Läs fler artiklar av denna författare